非环境因素对边坡稳定的影响分析

张原旗 李洪宾 蔺新丽

摘要本文综述了影响边坡稳定的非环境因素,包括人类的活动、植物覆盖与防护、爆破、时间因素、施工顺序,为边坡治理打好基础。

关键词边坡稳定边坡治理非环境

中图分类号:TU43文献标识码:A

1 引言

在边坡稳定分析中,确定影响边坡稳定的主要因素是解决问题的基础,只有分析好产生失稳的原因,针对不同的因素采用不同的治理方式,抓住主要矛盾、忽略次要矛盾才能做到有的放矢。影响边坡稳定的因素很多,包括环境因素和非环境因素。环境因素包括地质条件、地形地貌条件、水文气候条件等。非环境条件包括人类的活动、植物覆盖与防护、爆破还包括时间因素、施工顺序等等。这些因素对边坡稳定的影响程度不尽相同,有的起主要作用,有的起次要作用,但是都不能忽视。本文主要针对影响边坡稳定的非环境因素进行分析。

2 人类的工程活动①②

(1)边坡开挖。边坡开挖会造成对边坡岩土扰动和对水环境的扰动,改变了原有的力学平衡状态,由于应力调整而使边坡发生变形。此外由于边坡开挖使植被环境遭受破坏从而加速了雨水的入渗。不同的施工时序必然引起开挖坡体产生不同的应力松弛程度,坡体发生不同程度的变形,形成不同扰动区范围,结果对开挖坡体的稳定性也造成一定的影响,因此要结合工程的实际情况采用合理的施工工序。

(2)削坡。削坡是保证边坡稳定的一种方法,然而不当的削坡会使坡脚结构面或软弱夹层的覆盖层变薄或切穿,减小坡体滑动面的抗滑力,而边坡的下滑力却没有相应的减小,造成了坡体稳定性降低的现象。如果结构面或软弱夹层的覆盖层切穿,结构面与边坡构成不利组合产生结构面控制型失稳。

(3)坡顶加载。松散的加载物能够减少大气降雨的地表径流,增加大气降雨的入渗量,使边坡岩土体强度降低。同时由于不当加载将导致下滑力增加,加大坡顶张应力和坡脚剪应力集中程度,当超过自身及保护设施所能提供的抵抗力时,边坡就更加易失稳。

(4)爆破③④。岩质边坡的安全稳定性中爆破也是一个不可忽视的因素。爆破开挖不仅改变了原地形、覆盖层和坡脚的约束条件,爆破动荷载的振动作用产生的地震惯性力对边坡稳定也产生不利影响。

3 植物覆盖与防护⑤⑥

植物覆盖程度与边坡稳定有一定的关系。植被覆盖在边坡上可调节温度、湿度,可挡住阳光延缓岩土的风化,并能削弱溅蚀作用,雨打树梢不直接落地降低了径流含泥量和地面的冲刷。 植物的深粗根本身具有一定的刚度和强度,当穿过坡体浅层的松散风化带深入到深处坚硬的土层上将会起到锚固体系作用。树木根系的锚固作用还可以影响到地下更深的岩土层。浅草根系在坡体浅层错综盘结,草根可视为带预应力的三维加筋材料。此外植被通过吸收和蒸发坡体内水分可以降低岩土体的孔隙水压力提高坡体强度。

4 施工顺序⑦

不同的开挖、支挡等施工顺序对边坡稳定有不同的影响。在高陡边坡施工中从上向下逐级开挖、开挖一级支护一级要比一挖到底后再支护的稳定性要好得多,但是另一方面,如果采用锚索支护,锚索的受力会随着往下逐级开挖而逐渐增大,有时甚至会超过其设计强度。边坡的稳定最好是依靠其自身就能基本自稳,加固处理仅作为安全储备,最好的办法是一方面既要确保边坡工程的稳定,同时也要允许边坡开挖后有一定的变形,释放一部分应力,充分发挥边坡的自稳定能力,以减少支护受力。

5 时间因素⑧⑨

边坡失稳与时间也有关。组成坡体的岩土体由于经过多次构造运动使岩土在力学性质上表现为非线性、各向异性、流变性等等。边坡的分析和最终设计既要满足短期稳定的要求又要满足长期稳定的要求,这一点相当重要。由于滑坡是流变量积累的一种结果,所以必须考虑其相应设计问题,从实用角度出发,必须考虑岩体的强度随时间的某些衰减。

6总结

本章详细地分析了影响边坡稳定非环境因素,包括人类的活动、植物覆盖与防护、爆破、时间因素、施工顺序等等。找到了边坡失稳的原因才能为今后确定合理的治理方案打下基础。